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以太網控制器

鎖定
以太網控制器也稱以太網適配器,就是我們通常稱的“網卡”,其安裝方法即是插在機器主板的PCI擴展槽裏,一般為白色,然後安裝所購買網卡中內附的驅動光盤即可。以太網控制器使用一個特定的物理層和數據鏈路層標準,例如以太網或令牌環來實現通訊所需要的電路系統。這為一個完整的網絡協議棧提供了基礎,使得在同一局域網中的小型計算機組以及通過路由協議連接的廣域網,例如IP,都能夠進行通訊。一塊以太網控制器通常配有一個雙絞線、光纖、BNC、AUI、HomePNA接口,其中後三者在現今已較少見,光纖則多用於服務器。
中文名
以太網控制器
外文名
ethernet adapter
別    名
以太網適配器、網卡
常見類型
ENC28J60、DM9000A
安裝方法
插在PCI擴展槽裏,安裝驅動光盤
地    位
連接網絡的前提

以太網控制器詳細介紹

以太網是Xerox公司發明的基帶LAN標準。它採用帶衝突檢測載波監聽多路訪問協議(CSMA/CD),速率為10Mbps,傳輸介質為同軸電纜。以太網是在20世紀70年代為解決網絡中零散的和偶然的堵塞而開發的,而IEEE802.3標準是在最初的以太網技術基礎上於1980年開發成功的。現在,以太網一詞泛指所有采用CSMA/CD協議的局域網。以太網2.0版由數字設備公司、Intel公司和Xerox公司聯合開發,它與IEEE802.3兼容。 [1] 

以太網控制器運行原理

以太網和IEEE802.3通常由接口卡(網卡)或主電路板上的電路實現。以太網電纜協議規定用收發器將電纜連到網絡物理設備上。收發器執行物理層的大部分功能,其中包括衝突檢測及收發器電纜將收發器連接到工作站上。 [1] 
IEEE802.3提供了多種電纜規範,10Base5就是其中的一種,它與以太網最為接近。在這一規範中,連接電纜稱作連接單元接口(AUI),網絡連接設備稱為介質訪問單元(MAU)而不再是收發器。 [1] 

以太網控制器安裝方法

以太網控制器芯片 以太網控制器芯片
以太網控制器也稱以太網適配器,就是我們通常稱的“網卡”。安裝方法即是插在機器主板的PCI擴展槽裏,一般為白色,然後安裝所購買網卡中內附的驅動光盤即可。
不裝網卡的話你是無法連接網絡的。不過現在一般主板都有集成網卡

以太網控制器ENC28J60

ENC28J60是帶有外設接口的獨立以太網控制器,它可作為任何配備有SPI接口的控制器的以太網接口。ENC28J60符合IEEE 802.3的全部規範,採用了一系列包過濾機制以對傳入數據進行限制。它還提供了一個內部DMA模塊,以實現快速數據吞吐和硬件支持的IP校驗和計算。ENC28J60與主控制器的通信通過兩個中斷引腳SPI接口實現,數據傳輸速率高達10Mbps。兩個專用的引腳用於連接LED,進行網絡活動狀態指示。 [2] 

以太網控制器主要特性

(1)IEEE 802.3兼容的以太網控制器;
(2)集成MAC和10 BASE-T PHY;
(3)支持一個帶自動極性檢測和校正的10BASE-T端口;
(4)支持全雙工半雙工模式;
(5)可編程在發生衝突時自動重發;
(6)可編程填充和CRC生成;
(7)可編程自動拒絕錯誤數據包;
(8)最高速度可達10Mbps的SPI接口;
(9)具有兩個用來表示連接、發送、接收、衝突和全/半雙工狀態的可編程LED輸出引腳;
(10)使用兩個中斷引腳的7箇中斷源;
(11)帶可編程預分頻器的時鐘輸出引腳;
(12)工作電壓範圍是3.14~3.45V;
(13)兼容TTL電平輸入;
(14)温度範圍:-40~+85℃(工業級),0~+70℃(商業級)(僅SSOP封裝);
(15)28引腳SPDIP、SSOP、SOIC和QFN封裝 [2] 

以太網控制器組成部分

(1)SPI接口,充當主控制器和ENC28J60之間通信通道;
(2)控制寄存器,用於控制和監視ENC28J60;
(3)雙端口RAM緩衝器,用於接收和發送數據包;
(4)判優器,當DMA、發送和接收模塊發出請求時對RAM緩衝器的訪問進行控制;
(5)總線接口,對通過SPI接收的數據和命令進行解析;
(6)媒介質取控制層模塊,實現符合IEEE 802.3標準的MAC邏輯;
(7)物理層模塊,對雙絞線上的模擬數據進行編碼和譯碼。 [2] 

以太網控制器DM9000A

DM9000A芯片是一款完全集成通用處理器接口以及符合低成本的單芯片快速以太網MAC(介質訪問層)控制器,內部集成一個10/100M自適應的PHY(物理層)和16KB的SRAM,支持8位、16位接口訪問內部存儲器以支持不同的處理器。DM9000A還提供了介質無關的接口(MII),來連接所有提供支持介質無關接口功能的家用電話線網絡設備或其它收發器。 [3] 

以太網控制器主要功能

(1)支持處理器讀寫內部存儲器的數據操作命令,以字節/字/雙字的長度進行;
(2)集成10/100M自動極性轉換收發器;
(3)支持介質無關接口;
(4)支持100M光纖接口
(5)半雙工流量控制時支持反壓模式;
(6)IEEE 802.3x流量控制的全雙工模式;
(7)支持喚醒幀,鏈路狀態改變和遠程的喚醒;
(8)支持IP/TCP/UDP校驗和生成和檢查;
(9)支持自動加載EEPROM裏面生產商ID和產品ID;
(10)兼容3.5V和5.0V輸入輸出電壓。 [3] 

以太網控制器寄存器功能

DM9000A包含一系列可被訪問的控制和狀態寄存器,這些寄存器是字節對齊的,它們在硬件或軟件復位時被設置成初始值。
1.默認狀態。
P:上電覆位默認值;
S:軟件復位默認值;
E:從EEPROM加載默認值。
默認狀態設置值定義如下:
(1)1:位設置邏輯為1;
(2)0:位設置邏輯為0;
(3)X:位無默認值。 [3] 
2.訪問類型
RO:只讀;
RW:讀/寫;
R/C:讀和清除;
RW/C1:讀和寫,寫1清除;
WO:只寫。 [3] 
參考資料
  • 1.    計算機網絡故障診斷與排除.計算機網絡故障診斷與排除.北京:清華大學出版社,2011:125-126
  • 2.    劉波文,孫巖著.嵌入式實時操作系統μC OS-II經典實例 基於STM32處理器 第2版.北京:北京航空航天大學出版社,2014:512-514
  • 3.    劉波文;張軍,何勇編著.嵌入式項目開發三位一體實戰精講.北京:北京航空航天大學出版社,2012:379-381